Fonte de alimentação comutada para teletipo da década de 1940 (com tiratrões luminosos de mercúrio!)

Recentemente, iniciamos o processo de restauração do teletipo Modelo 19, um sistema de comunicações navais da década de 1940 [1] . Esse teletipo era alimentado por uma enorme fonte de alimentação CC, chamada "retificador REC-30". Usava tiratrons especiais no vapor de mercúrio, que emitia um terrível brilho azul quando ligado, como na foto abaixo.


Os tubos de tiratron na fonte de alimentação REC-30 produzem um brilho azul. A luz laranja vem de uma lâmpada de neon usada como referência de tensão.

O REC-30 é um exemplo interessante, principalmente porque é uma fonte de alimentação de comutação muito cedo. (Eu sei que é muito discutível chamar esse dispositivo de fonte de alimentação comutada, mas, no entanto, não vejo uma boa razão para não fazer isso). Apesar do fato de que hoje em dia, as fontes de alimentação chaveadas são usadas em todos os lugares (devido ao baixo custo dos transistores de alta tensão), elas eram uma curiosidade na década de 1940. O REC-30 é enorme - seu peso excede 45 kg! Se você compará-lo com 300 gramas de fonte de alimentação para o MacBook, poderá ver um progresso impressionante no desenvolvimento de fontes de alimentação a partir da década de 1940. Neste post, examinarei a fonte de alimentação, descreverei os princípios de sua operação e a compararei com a PSU do MacBook'a.

O que é teletipo?

Modelo de Teletipo 19. Imagem da revista BuShips Electron de 1945.

Teletype é uma marca do fabricante de tele-impressoras, que, em essência, são máquinas de escrever que podem se comunicar através de uma conexão com fio a longas distâncias. Você pode estar familiarizado com os teletipos através de filmes antigos sobre jornalismo nos quais esses dispositivos foram usados ​​para transmitir boletins. Ou talvez você tenha visto computadores da década de 1970 com o teletipo ASR33 como um terminal. A maior parte da terminologia para a tecnologia de porta serial nos computadores modernos vem da era dos teletipos: iniciar e parar bits, baudrate, TTY e até a tecla Break. Os teletipos também sabiam escrever e ler caracteres de fitas perfuradas usando codificação de 5 bits [2] .


"O teletipo ficará para sempre." A foto mostra uma fita perfurada para codificação de 5 bits usada pelos teletipos. Imagem de 1945 BuShips Electron .

Os teletipos apareceram no início dos anos 1900. Nesta era pré-eletrônica, a seleção de caracteres, a serialização e a impressão foram alcançadas através do uso de dispositivos eletromecânicos complexos: eletroímãs, interruptores, alavancas, engrenagens e mecanismos de came. Pressionar uma tecla em um teletipo fechou um conjunto específico de comutadores associados a um símbolo. Um distribuidor motorizado serializou esse conjunto de bits para transmissão por fio. No lado receptor, os eletroímãs convertiam os bits de dados recebidos nos movimentos das cristas seletivas mecânicas. O movimento das cristas forma uma combinação de recessos correspondentes ao símbolo adotado e coincide com a alavanca típica associada ao sinal. Como resultado, obtemos o caractere impresso [3] .


Modelo de Teletipo Parcial 19

Laço atual

Os teletipos se comunicam através de um loop de corrente de 60mA: a presença de corrente no circuito fornece o valor "marcador" (o teletipo, respectivamente, é perfurado com fita perfurada) e, se o fluxo de corrente é interrompido, obtemos um valor chamado "espaço". Cada caractere é transmitido em sete bits: bit inicial, 5 bits de dados e bit de parada. Se você já usou dispositivos seriais no seu PC, saiba que são os teletipos que introduziram os conceitos de bits de início e parada. E a taxa de transmissão recebeu o nome do inventor da codificação de 5 bits - Emil Bodo . A fonte de alimentação REC-30 forneceu 900 mA a 120V DC, suficiente para alimentar 15 teletipos.

Talvez você esteja se perguntando por que os teletipos simplesmente não usavam níveis de tensão em vez desse estranho circuito de corrente? O principal motivo é que, ao enviar sinais por fio para outra cidade, é muito difícil descobrir qual será a tensão resultante nesse extremo, devido a uma queda de tensão no caminho. Mas se você enviar 60mA, o receptor receberá os mesmos 60mA (se não houver curto-circuito, é claro) [4] . É necessária uma grande corrente para acionar eletroímãs e relés em teletipos. No futuro, os teletipos começaram a usar um loop de corrente de 20mA com mais frequência, em vez de 60mA.

Por que usar uma fonte de alimentação comutada?

Existem várias maneiras de desenvolver uma fonte de energia estabilizadora. A mais simples e mais óbvia é a fonte de alimentação linear, construída com lâmpadas ou transistores para estabilizar a tensão. A fonte de alimentação se comporta como um resistor variável, diminuindo a tensão de entrada para o nível de saída necessário. O problema das fontes de alimentação lineares é que, em princípio, elas não são muito eficientes, porque o excesso de tensão é convertido em calor que ninguém precisa.

De fato, fontes de alimentação mais modernas estão mudando. Eles ligam e desligam com alta frequência, elevando a tensão média ao nível de saída desejado. Como o elemento de comutação (ativo ou não ativo) não possui uma resistência tão alta quanto uma fonte de alimentação linear, as unidades de impulso gastam em vão bastante energia. Além disso, eles geralmente são muito menores e mais leves, mas é óbvio que os desenvolvedores do REC-30 não seguiram esse cânone (sua largura é superior a 60 cm) [5] . A maioria das fontes de alimentação que chamam sua atenção são pulsadas - desde o carregamento do telefone até a fonte de alimentação do seu computador. As fontes de alimentação por pulso ganharam popularidade nos anos 70, após o desenvolvimento de semicondutores de alta tensão, de modo que o REC-30, com uma base de componentes para tubos, é uma amostra muito incomum.


Fonte de alimentação Teletype REC-30 em sua caixa pintada de cinza. Os cabos de energia estão no topo. As lâmpadas estão localizadas atrás da porta à direita.

Dentro da fonte de alimentação REC-30

Na foto abaixo, você pode ver os principais componentes da fonte de alimentação. A corrente alternada flui para a esquerda e é alimentada em um grande autotransformador . Um autotransformador é um transformador multifuncional especial de enrolamento único que converte a tensão CA de entrada (que pode ser de 95V a 250V) [6] em 230V fixo. Devido a isso, a fonte de alimentação é capaz de digerir uma ampla gama de tensões de entrada, simplesmente conectando o fio ao terminal correspondente do autotransformador. A saída 230V do autotransformador é alimentada ao transformador do ânodo (controle), que produz 400V para os tubos de tiratron [7] . Eles, por sua vez, retificam e estabilizam a tensão, transformando a corrente alternada em corrente contínua. Em seguida, a corrente é filtrada por capacitores (eles não são visíveis na foto) e indutores (indutores) e, finalmente, a saída é de 120V DC.


Principais componentes do REC-30

Por enquanto, omitimos o interruptor de energia propriamente dito. A conversão de corrente alternada em corrente direta no REC-30 ocorre através do uso de um retificador de onda completa e um transformador de ponto médio (transformador de controle), aproximadamente como no diagrama abaixo (em vez de diodos, tubos de tiratron são usados ​​para retificar a corrente). Os enrolamentos do transformador emitem dois sinusóides na antifase, portanto sempre teremos uma fase positiva da corrente que passamos por um dos tubos de tiratron, recebendo uma corrente direta pulsante (em outras palavras, a fase negativa da corrente alternada é invertida e é obtido um sinal de saída positivo). Então, a fonte de alimentação, usando indutores (bobinas) e capacitores de filtragem, suaviza a ondulação e fornece uma tensão de saída uniforme.

O esquema de um retificador de onda completa (no centro), que converte corrente alternada (esquerda) em uma constante pulsante (direita). A imagem pertence a Wdwd , CC BY 3.0 .

Ao contrário dos diodos no diagrama acima, os tubos de tiratron na fonte de alimentação podem ligar e desligar, oferecendo a oportunidade de controlar a tensão de saída. A idéia principal é incluir o tiratron em uma determinada fase fixa do ciclo de corrente alternada, como na animação abaixo. Se o tiratron incluir um ciclo completo, obteremos a tensão total, se meio ciclo for ativado, metade da tensão e, se houver apenas uma pequena fração do ciclo, a saída terá uma voltagem muito pequena [8] . Essa técnica é chamada de controle de fase , porque o dispositivo liga apenas em um ângulo de fase específico (por exemplo, entre 0 ° e 180 ° para uma onda senoidal de corrente alternada). Um método muito semelhante é usado em um dimmer de iluminação convencional, exceto pelo fato de que eles usam triacs semicondutores em vez de tubos de tiratron [9] .


Esquema de regulação de fase. A parte superior da animação mostra qual parte do pulso é usada e a parte inferior mostra o momento em que o tiratron está ligado. A imagem pertence a Zureks , CC BY-SA 2.5 .

Os tubos de tiratron da fonte de alimentação se assemelham aos tubos de rádio, mas, por outro lado, contêm argônio e vapor de mercúrio dentro de uma lâmpada de vidro (enquanto o vácuo é mantido nos tubos de rádio). Os tubos de tiratron consistem em três componentes: um filamento incandescente (cátodo), um ânodo e uma grade. Um filamento incandescente, semelhante ao usado em lâmpadas convencionais, aquece e emite elétrons. Um ânodo montado no topo do tubo capta esses elétrons, permitindo assim o fluxo de corrente do cátodo para o ânodo. Um eletrodo de referência (grade) localizado entre o ânodo e o cátodo serve ao propósito de bloquear o fluxo de elétrons. Quando os elétrons fluem para o ânodo, o vapor de mercúrio é ionizado, abrindo o tiratron e produzindo um efeito colateral na forma de um brilho azul, que você pode ver na foto (mas em tubos de rádio comuns há um fluxo de elétrons, mas não há nada para ionizar). O mercúrio ionizado cria um caminho altamente condutor entre o cátodo e o ânodo, permitindo que uma corrente bastante forte flua (1.5A). Uma vez que o mercúrio é ionizado, a grade não controla mais o tiratron e permanece aberta até que a tensão entre o ânodo e o cátodo caia para zero. Nesse ponto, a ionização cai e o tubo desliga até que seja novamente transferido para o estado aberto.


A fonte de alimentação REC-30 para um teletipo. Pode-se ver o brilho azul dos tubos de tiratron, o brilho laranja da lâmpada de neon usada como fonte de referência de tensão. O temporizador e o relé são visíveis no canto superior esquerdo

A voltagem na grade controla o tiratron. A voltagem negativa reflete elétrons carregados negativamente, obstruindo o fluxo de elétrons entre o cátodo e o ânodo. Mas quando a tensão no ânodo se torna forte o suficiente, os elétrons superam a repulsão da rede e o tiratron se abre. O ponto importante é que, quanto maior a tensão negativa na rede, mais forte ocorre a repulsão e maior a tensão necessária para abrir o tiratron. Assim, a tensão através da rede controla a fase do ciclo de corrente alternada na qual o tiratron se abre.

O circuito de controle da fonte de alimentação estabiliza a tensão de saída através de uma alteração na tensão na rede, controlando os tempos do tiratron [10] . Usei o potenciômetro de ajuste da fonte de alimentação para mostrar como a tensão muda ao mudar os tempos. Consegui definir a tensão de saída (azul na forma de onda) na faixa de 114V a 170V. O circuito estabilizador regulava a tensão da rede (rosa) e, através dele, controlava os tempos do tiratron (azul-verde e amarelo) [11] . A forma de onda é um pouco complicada - preste atenção na nota correspondente . O principal detalhe que é importante notar é como os picos das curvas azul-verde e amarelo se deslocam para a esquerda com o aumento da tensão de saída, e isso significa que os tiratrons são acionados anteriormente.


Alterando a fase, a tensão de saída é regulada de 130V a 170V. Amarelo e azul esverdeado indicam a voltagem nos tiratrons. Rosa - sinal da grade de controle. Azul é a tensão de saída invertida.

A imagem abaixo mostra o circuito da fonte de alimentação REC-30 (a maior está aqui ). O circuito de entrada CA é destacado em verde. Nele, o autotransformador estabiliza a tensão de entrada em até 230V e a alimenta ao transformador de controle. Os tubos de tiratron instalados têm uma característica interessante - eles devem ser pré-aquecidos antes do uso para garantir que o mercúrio esteja em estado gasoso. Aquecimento usando um timer bimetálico por 20 segundos [13] . O lado secundário do transformador de controle que produz tensão de 400V é marcado em vermelho, a tensão estabilizada por tireatron é destacada em laranja e a baixa tensão em azul [14] . O circuito de controle (parte inferior do circuito) é um pouco mais complicado. A lâmpada da grade de controle (pentodo 6J6) fornece tensão de controle para as redes de tiratron, eu controlo quando elas devem ser ligadas. Esta lâmpada recebe tensão de realimentação (pino 5) através de um potenciômetro (usando a divisão de tensão). O pino de saída da lâmpada (pino 3) define a tensão da grade de tiratron e, assim, mantém a tensão de saída estabilizada. A queda de tensão na lâmpada de néon é quase constante, o que permite que ela se comporte como fonte de tensão de referência e dê uma tensão fixa ao cátodo da lâmpada de controle (pino 8)


Circuito de fonte de alimentação REC-30. Por alguma razão desconhecida, no desenho, os Ohms são marcados com ômega na letra minúscula (ω) em vez do usual Ω

Comparação com a fonte de alimentação MacBook

É interessante comparar esta fonte de alimentação com uma moderna fonte de alimentação para o MacBook, a fim de acompanhar o quanto as fontes de alimentação comutadas se desenvolveram nos últimos 70 anos. O adaptador de energia do Apple MacBook é mais ou menos comparável à fonte de alimentação REC-30: produz 85W de corrente contínua, convertendo a variável de entrada (para REC-30, este indicador é 108 watts). No entanto, ao mesmo tempo, a fonte de alimentação do MacBook pesa cerca de 280 gramas, enquanto o peso do REC-30 é de cerca de 45 kg. Além disso, o tamanho também é significativamente menor do que 1% das dimensões do REC-30, o que mostra claramente o incrível sucesso na miniaturização de eletrônicos desde a década de 1940. Thyratrons maciços para troca de energia foram substituídos por MOSFETs compactos. Os resistores diminuíram do tamanho de um dedo para tamanhos menores que um grão de arroz. Os capacitores modernos tornaram-se menores, mas não na mesma proporção que os resistores - eles são um dos maiores componentes de carregamento do MacBook, como você pode ver na foto abaixo.


Dentro de uma fonte de alimentação de 85 watts para o Apple MacBook. Apesar do tamanho pequeno, a fonte de alimentação é muito mais complicada em comparação com a REC-30. Possui um circuito de correção do fator de potência (PFC) para melhorar a eficiência da linha de energia. Várias funções de segurança (para o qual existe até um microcontrolador de 16 bits no circuito!) Monitore o status da fonte de alimentação e a desligue em caso de ameaça ou erro.

O carregador do MacBook reduz a maior parte do seu peso, substituindo o maciço autotransformador e o transformador de controle de ânodo por pequenos transformadores de alta frequência. A fonte de alimentação do MacBook opera em frequências até 1000 vezes maiores que a REC-30, o que permite que indutores e transformadores sejam muito menores. (Escrevi um artigo mais detalhado sobre como carregar o MacBook aqui e sobre a história das fontes de alimentação aqui .)

Na tabela abaixo, resumi as diferenças entre o REC-30 e a fonte de alimentação do MacBook.

	REC-30	MacBook 85W
Peso	47.4kg	0,27kg
Dimensões	64,5 cm x 20,3 cm x 27,9 cm (36,5 litros)	7,9cm x 7,9cm x 2,9cm (0,18 litros)
Entrada CA	95-250V, 25-60Hz	100-240V, 50-60Hz
Corrente de saída	108W, 120V DC em 0,9A	85W, 18,5V DC em 4,6A
Consumo de energia ocioso (espúrio)	60W	menos do que 0.1w
Substâncias nocivas	Mercúrio, solda de chumbo, possivelmente isolamento de fio de amianto	Não (certificado RoHS )
Gerenciamento externo	Temporizador e relé bimetálico	Microcontrolador MSP430 de 16 bits
Elementos de comutação	Tubos de tiratron 323	MOSFETs de 11A de potência N-channel
Fonte de tensão de referência	Lâmpada de descarga de néon GE NE-42	Bandgap TSM103 / A
Controle de mudança	Pentode 6F6	Controlador ressonante L6599
Freqüência de comutação	120Hz	aproximadamente 500 kHz

Eu medi a qualidade de saída do REC-30 (na imagem abaixo). A fonte de alimentação produz um sinal muito melhor do que eu esperava - ondulação de apenas 200mV (ondas em uma linha horizontal azul), que é muito próxima do nível de dispositivos da Apple. No entanto, na forma de onda, você também pode ver rajadas estreitas (linhas verticais) de cerca de 8 volts que ocorrem ao trocar de tiratrons. Essas oscilações são bastante grandes em comparação com a fonte de alimentação da Apple, mas ainda muito menos do que em carregadores baratos .


O sinal de saída da fonte de alimentação REC-30. Você vê uma leve ondulação e rajadas ao alternar a energia.

Conclusão

A fonte de alimentação REC-30 gera mais de 100 watts de energia DC para o teletipo. Lançado na década de 1940, o REC-30 era uma fonte de alimentação de comutação extremamente precoce, usando tubos de mercúrio tiratron para maior eficiência. Era monstruosamente grande para uma fonte de alimentação de 100W: o peso era superior a 45 kg. Uma fonte de alimentação moderna comparável é mais compacta e mais leve em mais de 100 vezes. Apesar de sua idade, a fonte de alimentação funcionou perfeitamente, como você pode ver no vídeo de Mark. Além disso, o processo em si parece muito bonito - brilho azul dos tiratrões e laranja de uma grande lâmpada de neon.



Agradecemos a Carl Claunch e Marc Verdiell por seu trabalho com esta fonte de alimentação!

Anotações

1. A primeira menção da introdução de teletipos para a Marinha ocorreu na BuShips Electron a partir de setembro de 1945. O desenvolvimento de um teletipo de rádio (RTTY), que normalmente usa FSK (Frequency Shift Keying), permitiu o uso de teletipos para as necessidades da Marinha. A princípio, a frota usava teletipos de rádio apenas para conectar estações costeiras e só então começou a usá-las em navios. A principal vantagem do teletipo era a velocidade: era quatro vezes mais rápida do que enviar manualmente uma mensagem por rádio para um operador. Além disso, as mensagens na fita perfurada podem ser automaticamente copiadas e encaminhadas. E o teletipo pode ser integrado a equipamentos criptográficos, como o SIGTOT , com base em um sistema criptográfico de notebooks descartáveis. Você pode ler mais sobre os teletipos da Segunda Guerra Mundial.aqui . ↑

2. Na década de 1870, Emile Bodo inventou um código de 5 bits com o nome dele. Outro código de 5 bits foi criado por Donald Murray em 1901 e foi padronizado como ITA-2 (CCITT-2). Ambos os esquemas de codificação parecem aleatórios - os caracteres parecem estar espalhados aleatoriamente. No entanto, o código Bodo original também era um código Gray, e o código Murray foi otimizado para fazer menos perfurações para os caracteres mais comuns, reduzindo assim o desgaste dos mecanismos. Os códigos de 5 bits foram relevantes até a padronização do ASCII na década de 1960, na qual coincidem a ordem alfabética e binária dos caracteres. ↑

3. Mais informações sobre como o teletipo funciona aqui . Além disso, há um documento ainda mais extenso - Fundamentos de Telegrafia (Teletypewriter) , Manual Técnico do Exército TM 11-655, 1954. Os desenhos no REC-30 podem ser baixados aqui e a documentação aqui . ↑

4. Observe que, ao contrário de um sistema baseado na medição de tensão, os componentes do circuito de corrente, como o nome indica, devem formar um circuito topológico para que a corrente possa fluir através deles. Se algum dispositivo for excluído do circuito, o loop será interrompido se não houver um mecanismo de fechamento do loop. Como resultado, o sistema de comunicação de teletipo contém muitos soquetes que se fecham quando o componente é desligado, para que o loop atual continue funcionando. ↑

5. A principal razão pela qual o REC-30 é tão grande e pesado, em comparação com as modernas fontes de alimentação comutadas, é que a frequência de pulso é de apenas 60 Hz, enquanto as PSUs modernas operam com uma frequência de dezenas de quilohertz. Como o EMF de um transformador é proporcional à sua frequência de operação, os transformadores de alta frequência podem ser muito menores que os transformadores de baixa frequência ( mais ). ↑

6. O REC-30 pode operar com uma ampla faixa de tensões de entrada (95, 105, 115, 125, 190, 210, 230, 250 volts de corrente alternada) e corrente de várias frequências (25, 40, 50 e 60 Hz). As fontes de alimentação chaveadas modernas se ajustam automaticamente à tensão de entrada, mas o REC-30 exige que um contato seja conectado ao terminal correspondente do transformador automático para alterar a tensão de entrada. Você pode achar a frequência de 25Hz muito estranha para a corrente de entrada da fonte de alimentação, mas muitas regiões dos Estados Unidos usavam energia de 25 hertz nos anos 1900. Em particular, as Cataratas do Niágara geraram uma corrente elétrica de 25 Hz devido às características de design das turbinas. Em 1919, mais de 2/3 da produção de energia em Nova York estava na frequência de 25 Hz, e em Buffalo apenas em 1952 começou a usar a corrente de 60 Hz em volumes maiores que 25 Hz.Devido à popularidade da corrente de 25Hz, muitos perfuradores da IBM do início dos anos 1900 podiam rodar a 25 hertz (mais detalhes ). ↑

7. O isolamento da entrada CA da saída DC é um elemento de segurança essencial na maioria das fontes de alimentação, incluindo carregadores, fontes de alimentação para computadores e o REC-30 em questão. Esse isolamento evita um forte choque elétrico quando em contato com os contatos de saída. Para REC-30, o transformador de ânodo desempenha um papel crítico como isolante. Observe que o autotransformador não fornece proteção de isolamento, pois possui apenas um enrolamento principal e tocar sua saída é o mesmo que tocar na corrente CA de entrada. O restante do circuito é cuidadosamente projetado para que não haja caminho direto entre a entrada e a saída: o sistema de controle está localizado inteiramente no lado secundário, o filamento de tiratron é alimentado por um enrolamento isolado do autotransformador,e relés fornecem isolamento ao temporizador. Além disso, a saída de 120V é feita push-pull em vez de aterrar um dos contatos: isso significa que você precisa agarrar imediatamente dois contatos para obter um choque elétrico. ↑

8. As fontes de alimentação de comutação modernas usam circuitos de modulação por largura de pulso (PWM) para alternar a alimentação a uma frequência de mil vezes por segundo. Isso permite que eles tenham um tamanho muito menor e um sinal de saída mais uniforme em comparação com as fontes de alimentação que alternam apenas uma vez em um ciclo CA. Mas, ao mesmo tempo, eles precisam de um sistema de gerenciamento muito mais complexo. ↑

9. O equivalente em estado sólido moderno dos tiratrons é um retificador de silício , também chamado SCR ou tiristor (uma combinação das palavras "tiratron" e "transistor"). O SCR possui quatro camadas de semicondutores (em comparação com um diodo de 2 camadas e um transistor de 3 camadas). Assim como um thyratron, o SCR fica desligado até que uma corrente seja aplicada ao eletrodo de controle. O SCR permanece ligado e atua como um diodo até que a tensão caia para 0 (a rigor, até que a corrente que flui se torne menor que a corrente de retenção). O triac é um elemento semicondutor, muito semelhante ao SCR, exceto pelo fato de transmitir corrente nas duas direções, o que o torna mais conveniente em circuitos de corrente alternada. ↑

10. Inicialmente, pensei que, com um aumento na carga, os tiratrons ficassem abertos por períodos mais longos para fornecer mais corrente. No entanto, depois de conectar o osciloscópio e estudar o comportamento dos tiratrons sob diferentes cargas, não notei nenhuma mudança de fase. Descobriu-se que este é o comportamento esperado: o transformador produz uma tensão geralmente constante, independentemente da carga. Assim, os tempos do tiratron permanecem constantes durante as mudanças na carga, e o transformador simplesmente gera mais corrente. Neste vídeo, você pode observar como o brilho do tiratron muda com o aumento da força atual. ↑

11. Sob carga leve, a fonte de alimentação pode às vezes pular completamente o ciclo CA, em vez de trocar os tiratrons no meio dele. Visualmente, isso pode ser observado como a cintilação dos tiratrons, em vez de um brilho constante. Não tenho certeza se isso é um bug ou um recurso. ↑

12. Na forma de onda, as linhas amarela e azul esverdeada indicam a tensão em dois tiratrons. A parte plana das linhas (neste momento a diferença de tensão é de cerca de zero) significa que, neste momento, o tiratron está ligado. Os tubos de tiratron são assimétricos e, portanto, aquele ao qual o sinal amarelo está ligado geralmente liga mais tarde (visualmente, você pode observar como um tiratron brilha mais que o outro). A linha rosa é a tensão da grade de controle. Observe que ele aumenta para aumentar a tensão de saída, e esse aumento faz com que os tiratrons disparem mais cedo. A explosão vertical da linha rosa é apenas ruído devido ao disparo de tiratrões. A linha azul abaixo é a tensão de saída (invertida: a linha diminui com o aumento da tensão).

Para mim, o enigma é por que pelo menos um tiratron sempre funciona - a linha amarela ou azul-verde está sempre em zero. Eu esperaria ver uma lacuna entre a tensão zero em um thyratron e o momento em que o segundo abrir. Suspeito que grandes indutores induzam uma carga negativa no cátodo; portanto, mesmo quando o próprio ânodo é negativo, a diferença de potencial entre o cátodo e o ânodo ainda é positiva. ↑

13. Um atraso de 20 segundos antes de aplicar energia aos aparelhos é alcançado por um temporizador e um relé. O temporizador usa uma placa bimetálica com um aquecedor. Quando você liga a fonte de alimentação, o cátodo recebe energia imediatamente
para aquecer os tubos. Ao mesmo tempo, o aquecedor dentro do timer aquece a placa bimetálica e, em algum momento, ela se dobra o suficiente para fechar os contatos e alimentar os tubos. No mesmo momento, o relé é ativado e, por sua vez, também fecha os contatos. ↑

14. A cadeia relacionada aos cátodos é um pouco complicada, já que os filamentos incandescentes de tiratron são usados ​​tanto como aquecimento de tubos quanto diretamente como cátodos. Eles são alimentados a 2,5V do autotransformador. Além disso, como os cátodos também são filamentos nos tiratrons, eles mesmos produzem a tensão de saída e são conectados ao lado alto do sinal de saída. Para garantir o cumprimento de ambas as tarefas, o enrolamento dividido do autotransformador impõe uma tensão de 2,5 V no filamento, mas ao mesmo tempo passa diretamente a tensão de saída. Ambos os tiratrons usam um total de 35W apenas em filamentos incandescentes; portanto, como você pode ver, o aquecimento gasta muita energia e muito calor é liberado e, de alguma forma, nega as vantagens de uma fonte de alimentação comutada. ↑